《菜油品質(zhì)改良》PPT課件.ppt

1、第二章 菜籽油品質(zhì)改良 一、脂肪酸的組分與生物合成 二、脂肪酸的遺傳相關(guān)性 三、低芥酸種質(zhì)及其遺傳 四、菜油的脂肪酸改良 五、工業(yè)用途的脂肪酸育種,油菜籽的主要用途：,飼料,肥料,餅粕,油菜籽,藥用油,食用油,工業(yè)用油,植物油,植物油中的主要脂肪酸,棕櫚酸C16:0,硬脂酸C18:0,油酸C18:1,亞油酸C18:2,亞麻酸C18:3,廿炭烯酸C20:1,芥酸C22:1,植物油,一、脂肪酸組分與生物合成,主要植物油的脂肪酸組成(%),油菜與其它油料作物相比，顯著不同的是菜油中脂肪酸組成芥酸含量很高（40-55%）,亞麻酸含量很高，而油酸、亞油酸含量很低。,芥酸的特點(diǎn) 人體不易消化吸收，營養(yǎng)價(jià)值

2、低，并可能在人體血管壁上沉積。 降低芥酸，可以成倍增加油酸和亞油酸等人體必需脂肪酸的含量 工業(yè)需用高芥酸油：高級(jí)潤滑油、鑄鋼、化妝品、洗滌劑,油酸的作用 人體必需脂肪酸 可降低人體血液中低密度脂蛋白的濃度 菜油品質(zhì)改良必須提高降低芥酸含量、提高油酸含量,脂肪酸的生物合成 癸酸 C10:0 月桂酸 C12:0 豆蔻酸 C14:0 棕櫚酸 C16:0 硬脂酸 C18:0 碳鏈的延長(zhǎng) 油酸 C18:1 C20:1（廿碳烯酸） C22:1（芥酸） 亞油酸 C18:2 減飽和作用 亞麻酸 C18:3 各種脂肪酸是通過碳鏈的延長(zhǎng)和減飽和作用形成的,二、脂肪酸的遺傳相關(guān) 芥酸與油酸高度負(fù)相關(guān)r=-（0.92

3、190.99291）(周永明) 油酸與亞油酸高度負(fù)相關(guān) 主要脂肪酸可分為兩組，它們的遺傳相關(guān)關(guān)系為： 棕櫚酸、油酸+亞油酸、亞麻酸之間正相關(guān) 負(fù)相關(guān) 芥酸、 廿碳烯酸之間正相關(guān),1.低芥酸種質(zhì)及來源 1956年，加拿大從西德引進(jìn)飼用甘藍(lán)型油菜品種Liho 1957-1964年，加拿大：Stefansson,B.R教授育成世界上第一個(gè)低芥酸品種Oro 127株Liho（6-50%) 溫室、自由 種子（6%） 負(fù)向選擇 0.5% 植株 自交 Liho自交系（低芥酸）,Stefansson,B.R,三、低芥酸的基因源及其遺傳,2.芥酸含量的遺傳 1）甘藍(lán)型油菜芥酸含量的遺傳 Golden Liho

4、41.3% 0% E1E1E2E2 e1e1e2e2 F1 E1e1E2e2 基因型 芥酸% 比例 22-25% e1e1e2e2 0 1 1 E1e1e2e2 9-10 4 e1e1E2e2 e1e1E2E2 E1E1e2e2 18-20 6 15 E1e1E2e2 E1e1E2E2 27-30 4 E1E1E2e2 E1E1E2E2 36-40 1,甘藍(lán)型油菜的芥酸含量受兩對(duì)加性胚基因控制，每個(gè)E基因控制913的芥酸含量。 胚基因-種子胚內(nèi)的遺傳物質(zhì)或DNA片段 例： 某一油菜植株的芥酸基因型為E1e1E2e2 (含量20-25%),其自交所產(chǎn)生的單粒種子的芥酸含量變幅 0-46%。,2）

5、白菜型油菜芥酸含量的遺傳 芥酸受胚基因型控制 芥酸含量受一對(duì)主效基因控制，EAEA 或 eaea EA基因的效應(yīng)大于甘藍(lán)型油菜E基因的效應(yīng)。 3）芥菜型油菜的芥酸遺傳與甘藍(lán)型油菜相似，受兩對(duì)具有加性作用的胚基因控制。,改良油菜脂肪酸可以采用系統(tǒng)選擇、誘變技術(shù)（Robbelen,1995；Jambhukar, 1999; Oram,1999）、雜交轉(zhuǎn)育、種間雜交（Raney，1999； Skarzhinskaya,1998）或基因工程的方法（Qio，2001）,四.油菜的脂肪酸改良,1.低芥酸育種,（1） 系統(tǒng)選擇 1956年，加拿大從西德引進(jìn)飼用甘藍(lán)型油菜品種Liho 127株Liho（6-5

6、0%) 溫室、自由 種子（6%） 負(fù)向選擇 0.5% 植株 自交 Liho自交系（低芥酸）,（2）雜交育種 單交育種 1957年 ，Stefansson,B.R與Downey合作通過 Nugget Liho 1964年 Oro（芥酸5%） 世界上第一個(gè)低芥酸油菜品種,2.高油酸 1)油酸的作用 （1）人體必需脂肪酸 （2）可降低人體血液中低密度脂蛋白的濃度 （3）油炸食品 2)高油酸育種 (1)篩選自然突變體 芬蘭人J.P.Vilkki(1995)在白菜型油菜中發(fā)現(xiàn)油酸含量達(dá)85-90%的育種材料。 (2）人工誘變 德國B.kucker,G.Robbelen(1995)利用EMS處理冬甘藍(lán)型油

7、菜，得到油酸含量高達(dá)75-80%的突變體。,誘變育種,化學(xué)誘變處理的基本程序,Wotan 種子水泡5小時(shí),2EMS 溶液泡10小時(shí),水洗5小時(shí)，干燥后播種,從2000個(gè)自由授粉單株中獲得19個(gè)植株的油酸高于Wotan,半粒法分析單粒種子，油酸70的種子播種,從298個(gè)M3代家系的2086個(gè)單株中獲得了油酸含量為80.4% (原Wotan平均油酸含量為64.5%),化學(xué)誘變處理冬油菜品種Wotan后5個(gè)突變體各代油酸含量（）的變化表現(xiàn),（3）基因工程（操作脂肪酸合成酶系統(tǒng)） 油酸12-脫飽和酶(FAD2; oleic 12-desaturase)基因的反義RNA -酮酰-輔酶A合成酶（FAE1；

8、beta-ketoacyl-CoA synthase）基因的反義RNA 硬脂酸C18:0 阻止碳鏈延長(zhǎng) 油 酸C18:1 C20:1(廿碳烯酸) C22:1(芥酸) 阻止減飽和作用 亞油酸C18:2 亞麻酸C18:3 轉(zhuǎn)基因油菜進(jìn)入田間試驗(yàn)(80%),Napin:種子特異啟動(dòng)子,轉(zhuǎn)基因油菜脂肪酸組成,3.低亞麻酸育種 1)特點(diǎn) 亞麻酸含三個(gè)不飽和鍵(C18:3)，易氧化，所形成氧化物有臭味，致使菜籽油變質(zhì)，不耐儲(chǔ)藏。一般菜籽油含912%的亞麻酸，低亞麻酸標(biāo)準(zhǔn)3%。 2)低亞麻酸基因遺傳 由L1L2 兩個(gè)基因控制(Scarth et al,1999) 3)低亞麻酸育種 （1）人工誘變 EMS誘變

9、 加拿大：利用Robbelen提供的突變體（M11）選育出亞麻酸含量為3%的品種Stellar。 德國：北德育種公司（NPZ）也利用M11選育出低亞麻酸品種。,（澳）芥菜型高芥酸 油菜Accession 42 ,甘藍(lán)型雙低油菜 Tower,ISX4788(F2),連續(xù)定向選擇,IXLIN 低亞麻酸（3.4%）低芥酸品系,（2）種間雜交,（3）基因工程 亞油酸18-去飽和酶(FAD3，Linoleate 18-desaturase)基因的反義RNA 亞油酸C18:2 阻止減飽和作用 亞麻酸C18:3 低亞麻酸轉(zhuǎn)基因油菜進(jìn)入大田生產(chǎn),轉(zhuǎn)基因油菜脂肪酸組成,五、工業(yè)用途脂肪酸的育種 1.高芥酸育種

10、1）高芥酸油功用 工業(yè)用油：高級(jí)潤滑油、鑄鋼、化妝品、洗滌劑 2）高芥酸育種 （1）定向選擇（55%） （2）人工合成 白菜型（30.1-61.4%) 甘藍(lán)（28.2-63.4%） 甘藍(lán)型油菜（55-60%）,2.短碳鏈飽和脂肪酸育種 1）短碳鏈脂肪酸的概念 辛酸C8 : 0 癸酸C10 : 0 月桂酸C12 : 0 豆蔻酸C14 : 0 2）用途 制造染料、藥物、香料、增塑劑、潤滑劑和表面活性劑等的原料 3）遺傳資源 油菜中C10 : 0 C14 : 0 的脂肪酸含量幾乎為零。 （1）美國加州月桂樹 (Umbellularia californica),其月桂酸含量可達(dá)45-50。 （2）南

11、美熱帶植物披針葉萼距花（Cuphea lanceolata），其癸酸含量可達(dá)80。,4）育種方法基因工程 （1）辛酸C8 : 0 癸酸C10 : 0 10 : 0ACP硫酯酶（10 : 0ACP thioesterase）基因，來源于披針葉萼距花。 已獲得C8+C10含量達(dá)38的轉(zhuǎn)基因油菜。 ACP（?；d體蛋白）硫酯酶：催化脂肪酸延長(zhǎng)的終止作用，釋放自由脂肪酸的酶。,2）月桂酸C12 : 0 12: 0ACP硫酯酶（12 : 0ACP thioesterase）基因來源于美國加州月桂樹 (Umbellularia canifornica),轉(zhuǎn)基因高月桂酸油菜已商業(yè)化，C12：0含量達(dá)40。

12、12: 0ACP硫酯酶基因溶血磷脂酸?；D(zhuǎn)移酶基因（LPAAT）（來源于可可coconut）商業(yè)化油菜，C12：0含量達(dá)70。 3）豆蔻酸C14：0 14：0ACP硫酯酶 (14 : 0ACP thioesterase )基因來源于萼距花（Cuphea hookeriana） 轉(zhuǎn)基因油菜C14：0含量達(dá)40（已進(jìn)入田間試驗(yàn)）,3.高棕櫚酸(C16:0)和高硬脂酸( C18:0)育種 1）功用 制肥皂、蠟燭、金屬皂、潤滑脂、合成洗滌劑、軟化劑 ；化妝品、耐寒增塑劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、防水劑、拋光劑、軟化劑、醫(yī)藥品的原料 2）油菜中C16：0 和C18：0的含量 菜籽油中C16：0 只有4左右，硬脂酸只有2左右,3）育種方法轉(zhuǎn)基因 （1）高棕櫚酸 16：0ACP硫酯酶基因來源于萼距花（Cuphea hookeriana） 轉(zhuǎn)基因油菜C16：030% （2）高硬脂酸 硬脂酸9脫飽和酶（Stearic 9-